中国公路学报

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曹丽萍, 谭忆秋, 董泽蛟, 孙立军

中国公路学报. 2006, 19(2): 1-6.

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在分析现有评价SBS改性沥青低温性能方法的基础上, 提出了采用玻璃化转变温度T_g来评价SBS改性沥青的低温性能, 并对相应的试验仪器(动态剪切流变仪)和试验方法进行了介绍。应用动态剪切流变仪实测了7种SBS改性沥青的T_g, 并且进行了相应的沥青混合料试验验证。结果表明:玻璃化转变温度T_g物理意义明确, 测试方法简便, 与混合料的测试结果相关性较好, 适合于评价SBS改性沥青的低温性能。

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公路排水系统设计参数研究

谈至明

中国公路学报. 2006, 19(2): 7-11.

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为了解决非单一纵坡条件下沟渠设计纵坡的确定问题, 提出了沟渠名义设计纵坡的概念, 给出了相应的计算公式。根据各类沟渠的结构重要性、损坏后果、修复可易性、使用要求以及国外的相关规定, 提出了路界表面排水设施的设计降雨重现期和安全高度建议值。此外, 讨论了沟管冲淤条件和允许最小纵坡的关系, 对现行公路排水设计规范中的相应规定提出了修改建议。该成果可用于公路排水设计, 也可为以后的规范修订提供技术支持。

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黄土地区公路暗穴顶板临界厚度的确定方法

孙萍, 彭建兵, 范文, 陈志新

中国公路学报. 2006, 19(2): 12-17.

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针对西部黄土地区暗穴的发育会对公路路基、桥涵、公路隧道、路堑与路堤边坡及边坡支挡工程等的稳定性造成严重威胁的问题, 在野外调查的基础上, 对暗穴的分布规律、发育形态、破坏机制等进行了归纳与研究, 提炼出几种破坏模式, 结合黄土地区的土质特点, 考虑了节理对黄土暗穴的影响, 采用结构力学等方法, 提出了一些确定顶板临界厚度的方法, 并进行了对比讨论。通过对路基暗穴的安全厚度的正确估算, 为研究公路暗穴有效防治措施提供了可靠的依据。

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含裂缝沥青混凝土路面的粘弹性断裂分析

黄志义, 王金昌, 朱向荣

中国公路学报. 2006, 19(2): 18-23.

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为了研究含裂缝沥青混凝土路面结构工作性状, 基于粘弹性断裂力学理论和平面应变有限元法(FEM), 采用ABAQUS有限元软件分析了基准温度、路表变温及裂缝长度对含表面裂缝路面和含反射裂缝路面结构的松弛应力强度因子分布规律的影响。无论是对于含表面裂缝路面结构还是含反射裂缝路面结构, 均可得出:路表降温幅度增加使松弛应力强度因子增大且应力强度因子松弛曲线逐渐变缓;基准温度对最大应力强度因子几乎无影响, 基准温度越高应力强度因子松弛越快;裂缝长度增加导致应力强度因子增大。

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沥青碎石混合料动力变形特性研究

解晓光, 王哲人

中国公路学报. 2006, 19(2): 24-30.

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针对沥青碎石混合料的强度特点, 采用有侧限、能反映材料3向受力状态的动载压入法评价其高温抵抗永久变形能力, 将永久变形分为压密、变形累积和剪切流动3个阶段。在分析了不同类型沥青碎石混合料动力变形特性的基础上, 提出了统一空隙率与永久变形之间矛盾的关键技术在于成型工艺与材料相互作用下形成合理组成结构, 并分析了不同材料组成对空隙率及永久变形的影响, 为重载作用下骨架-空隙型沥青碎石混合料的设计提供了依据。

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再生沥青混合料疲劳性能试验研究

张志祥, 吴建浩

中国公路学报. 2006, 19(2): 31-35.

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为了评价掺有再生沥青路面(RAP)材料的沥青混合料的疲劳性能, 以及不同RAP材料用量对沥青混合料疲劳性能的影响, 进行了室内再生沥青混合料疲劳试验研究。疲劳试验中采用了沥青路面表面层沥青混合料, 选用了间接拉伸(IDT)强度试验和半圆弯曲(SCB)疲劳试验方法, 进行了RAP材料质量分数分别为0%、10％、20％和30％的疲劳试验。试验结果表明:沥青混合料中RAP材料质量分数小于20％时, 对沥青混合料疲劳性能影响不大, 而RAP材料质量分数为30％时, 疲劳性能明显下降。初步建议了表层沥青混合料合适的RAP材料质量分数不宜超过20％。

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集料表面纹理测量的试验设计

陈国明, 谭忆秋, 王哲人, 刘丽华, 马惠萍

中国公路学报. 2006, 19(2): 36-41.

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为定量测量和评定集料表面纹理状况, 以进一步研究集料表面纹理对沥青混合料性能的影响, 基于反射式光纤传感法设计了激光轮廓仪, 并采用该仪器对6种不同集料的表面纹理进行了直接测量。试验中发现由于集料表面颜色不均匀, 导致纹理测量结果失真。通过对集料表面进行镀膜处理, 使测量结果反映了集料表面纹理的真实情况, 最后分别采用算术平均偏差和平均波长定量评价了集料表面纹理的粗糙度。

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基于断裂力学的老龄钢桥剩余寿命与使用安全评估

王春生, 陈艾荣, 陈惟珍

中国公路学报. 2006, 19(2): 42-45.

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提出了基于断裂力学评估老龄铆接钢桥剩余寿命与使用安全的基本方法。根据铆接构件的疲劳破坏特征, 建立了铆接钢桥简化断裂分析模型。鉴于简化断裂分析模型的不足, 建立了铆接构件断裂分析模型, 该模型可合理计入铆接构造、钉载等对疲劳裂纹扩展的影响。运用板壳断裂力学有限元程序, 经计算回归得到了铆接构件断裂分析模型的几何修正因子公式。按铆接构件简化断裂力学模型和构件断裂力学模型, 计算了浙江路桥主要杆件的剩余寿命, 结果表明:按后者计算的剩余寿命均比前者降低约35％, 可见钉载、钉孔应力集中等的影响是显著的。为保证正常使用功能, 简化断裂分析模型和构件断裂分析模型的超声波探测间隔分别为4、2 a;若按保证主桁结构承载安全, 则探测间隔已超过100 a, 这样的探测间隔在一般情况下已无须考虑。

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既有钢筋混凝土桥梁构件承载力估算方法

张建仁, 王磊

中国公路学报. 2006, 19(2): 49-55.

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在分析使既有钢筋混凝土(RC)桥梁构件承载力下降因素的基础上, 通过对这些因素进行无损检测, 利用模糊数学和层次分析(AHP)法把这些既相互关联又相互影响的不确定因素系统化, 通过模糊隶属函数将定性描述定量化, 从而计算出其在这些影响因素下的综合折减系数, 再与不考虑损伤的有限元计算结果相结合, 来估算既有钢筋混凝土桥梁构件承载力。通过两个实例分析表明:该方法具有良好的可靠性, 可为既有桥梁的承载力评估提供科学依据。

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考虑土体蠕变特性的桥台软基变形分析

赵明华, 肖燕, 陈昌富, 贺炜

中国公路学报. 2006, 19(2): 56-61.

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针对软土地区的桥梁常因软土蠕变而产生病害的问题, 研究了土体蠕变特性对桥台软基变形分析的影响。首先引入改进的西原模型;然后将桥台及软基简化为可共同考虑土体蠕变的桩-土-桥台共同工作的有限元计算模型, 基于蠕变计算的时步-粘性初应变法, 给出可考虑软土蠕变非线性特性的有限元计算方法, 并据此编制出相应的有限元计算程序;最后利用该程序对某桥台桩基工程实例进行分析, 得到了该桩基桥台后软土蠕变场等值线图, 反映出桥台与桩对蠕变场的影响范围及承台与桩交接处的应变集中现象。

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基于频率法的索力测量系统

吴康雄, 刘克明, 杨金喜

中国公路学报. 2006, 19(2): 62-66.

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为了在工程现场快速方便地检测斜拉桥的拉索索力, 依据随机振动法索力检测原理, 开发了一种新型的索力测量系统。通过对随机振动法索力检测方法的概述, 介绍了该系统的性能、硬件结构和软件模块, 并重点阐述了通过数字滤波抑制快速傅里叶分析(FFT)的混频现象、自动扫描确定主振频率和提高索力计算精度的方法和措施。索力测量系统以AT89C55WD单片机(SCM)为平台, 集成了电荷放大器、信号分析仪和计算器的相关功能。在工程现场, 只需输入少量参数, 拉索振动信号采集、信号的快速傅里叶分析和对应的索力计算即可在线自动完成。

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大跨度桥梁模态频率识别中的温度影响研究

樊可清, 倪一清, 高赞明

中国公路学报. 2006, 19(2): 67-73.

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针对由环境激励响应辨识得到的桥梁模态频率会受到温度影响的问题, 通过建立模态频率-温度分布模型, 对香港汀九大桥长期振动和温度分布测试数据进行了分析研究。研究结果表明:不仅环境温度波动会引起模态频率的变化, 大跨度桥梁结构上不同部位温度分布的模式对模态频率也有显著影响。对多种建模方法分析比较的结果表明:支持向量机(SVM)的非线性回归模型可以有效地消除引起模态频率变化的环境温度和温度分布模式因素的影响。给出了运用SVM的非线性回归算法消除温度影响的具体方法以及运用这种方法对汀九大桥600 h连续测试数据的处理结果。

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公路隧道复合式衬砌结构数值计算及分析

陈建勋, 欧阳院平, 王明年

中国公路学报. 2006, 19(2): 74-79.

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针对榆树沟隧道工程实际情况, 选取了3种不同的复合式衬砌结构类型进行数值计算, 对初期支护和二次衬砌的内力、安全系数及洞周位移、拱顶下沉、围岩塑性区的分布等进行了分析, 评价了衬砌结构的安全性。结果表明:对于Ⅱ、Ⅲ类围岩, 上台阶及下台阶中央区的开挖为施工的关键工序;对Ⅳ类围岩, 上台阶开挖为施工的关键工序;在Ⅱ类围岩浅埋条件下, 拱顶下沉主要是由上台阶的开挖及下台阶中央区的开挖所引起;在Ⅲ类以上围岩条件下, 拱顶下沉绝大部分是由上台阶的开挖所引起;洞周位移较小, 最大值为18 mm, 发生在Ⅱ类围岩浅埋拱脚处;围岩塑性区发展深度最大者, 连通到地表, 属于Ⅱ类围岩浅埋;Ⅲ类围岩墙脚处塑性区较大;Ⅳ类围岩塑性区较小。

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带转向延误的非对称多模式用户平衡模型及算法

任刚, 王炜

中国公路学报. 2006, 19(2): 80-85.

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为了在网络建模中更精确地反映交通网络和出行行为的复杂特征, 从多模式用户平衡原理出发, 综合考虑多模式和转向延误因素以及不同模式、路段和转向之间的非对称作用, 利用变分不等式理论建立了带转向延误的非对称多模式用户平衡模型, 并在精简对角化算法的框架内设计了求解算法。该模型集成了交通网络的诸多特征, 且能直接刻画转向延误与转向流量之间的互动关系, 避免了传统扩展网络法的缺陷。算例表明:该模型及其算法对问题的描述与求解是有效的。

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基于路段能力可靠性的城市交通网络设计

许良, 高自友

中国公路学报. 2006, 19(2): 86-90.

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在介绍城市交通网络设计和概率用户平衡配流模型基本思想和内容的基础上, 建立了考虑可靠性条件的城市交通网络设计双层规划模型, 上层模型在投资约束条件下寻求系统总阻抗最小, 下层模型兼顾路段能力可靠性与用户平衡配流条件, 从而使城市交通网络备用能力最大, 并针对该问题设计了可求得局部或全局最优解的混沌优化启发式算法, 最后选用一个小型网络作为算例进行验证。结果说明该模型有一定的实际应用价值且设计的混沌优化算法也较为有效。

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路段交通流的动力学模型及其仿真

熊烈强, 王富, 李杰

中国公路学报. 2006, 19(2): 91-94.

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引入超车换道流量, 建立了相应的交通流连续性方程。通过对交通流参数的微分分析, 建立了路段交通流的运动微分方程。与流体力学对比, 根据牛顿第二定律, 提出了计算简便的交通压力、粘性阻力系数及粘性阻力, 定义来自下游交通波的干扰为交通流的粘性, 波速与最大波速之差为沿程粘性阻力系数, 沿程粘性阻力与车道长度、流量沿车流方向的变化率、沿程粘性阻力系数成正比, 模型能够得出交通流参数之间的关系。仿真实例表明:模型能够反映交通流的基本特性。

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基于当前统计模型的地图匹配车辆跟踪研究

高晖, 常青

中国公路学报. 2006, 19(2): 95-100.

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为提高车辆跟踪系统的精度, 减小差分全球定位系统(DGPS)的定位误差, 通过分析行驶在城市道路上的车辆运动过程及其相应的运动模型, 提出采用当前统计模型作为车辆运动模型。通过地图辅助位置择近和速度择角算法来修正卡尔曼滤波, 为运行在道路上的车辆确定地图匹配估计。实际运行结果表明:整个车辆跟踪系统的精度有明显的提高。

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运输通道公路旅客中长距离OD模型构造及分段客运量预测

彭辉, 魏金丽, 陈宽民

中国公路学报. 2006, 19(2): 101-105.

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针对运输通道公路旅客中长距离出行特征及调查点OD不一致问题, 通过对各运输线路(高速公路、国道等)影响区域交通小区划分及变化的分析, 提出利用既有的不同线路上各个调查点的OD调查结果, 采用合并、拆分的方法构造通道OD的基本原理及旅客中长距离出行OD模型约束条件和修正方法, 进而利用构造的OD模型预测未来年OD分布, 推算通道内公路旅客中长距离出行的分段客运量, 并结合京郑运输通道的公路分段客运量预测阐述了该方法的具体应用。

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汽车磁流变半主动悬架的控制研究

方子帆, 邓兆祥, 翁建生

中国公路学报. 2006, 19(2): 106-110.

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为了改善汽车的乘坐舒适性和行驶安全性, 提出了一种汽车磁流变半主动悬架的控制策略。首先, 设计了磁流变减振器的工作模式, 通过试验获得了其速度特性和力学特性, 建立了磁流变减振器的数学模型;其次, 建立了带磁流变减振器的二自由度车辆简化模型及其参数表;最后, 基于双环控制理论, 设计了一种控制系统, 其外环产生理想的结构阻尼力, 内环调节电流驱动器的电流, 以使磁流变减振器实时地产生控制阻尼力。仿真结果表明:以磁流变减振器为基础, 通过半主动控制技术, 悬架系统的振动动态性能得到了有效的控制。

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汽车磁流变半主动悬架自适应模糊控制研究

董小闵, 余淼, 廖昌荣, 陈伟民, 黄尚廉

中国公路学报. 2006, 19(2): 111-115.

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针对汽车磁流变半主动悬架存在非线性及不确定性等因素而难以控制的问题, 提出采用自适应模糊控制策略并进行了研究。在分析磁流变减振器输入输出特性的基础上, 针对1/4车辆悬架模型设计了自适应模糊控制器并进行了仿真分析。以某微型车为试验用车, 搭建了平顺性道路试验系统, 进行了不同车速、不同控制策略(自适应模糊控制和天棚控制)下的随机路面试验, 试验结果与仿真结果相吻合, 说明将自适应模糊策略应用于半主动控制是可行的, 能够抑制车身的垂直振动, 提高乘坐的舒适性, 且控制效果要优于天棚控制。

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搅拌机合理转速研究

冯忠绪, 王卫中, 姚运仕, 赵利军, 江建卫

中国公路学报. 2006, 19(2): 116-120.

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为了提高搅拌质量和效率, 给出了搅拌机转速的定义和评判搅拌机转速合理与否的准则;采用理论分析和试验研究相结合的方法, 分析了搅拌机转速与混凝土均匀度、搅拌装置类型、能耗和被搅拌材料的关系, 给出了搅拌机设计和使用时合理转速的范围。结果表明:搅拌机的转速与多种因素有关, 具有合理转速的搅拌机必须在保证新拌混凝土质量满足中国标准要求的前提下高效节能地工作, 推荐目前常用的强制式搅拌机的叶片线速度取1.4～1.7 m·s^-1。

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液压冲击机械的无级调节理论及装置研究

刘忠, 廖亦凡, 黄秀祥, 禇福磊

中国公路学报. 2006, 19(2): 121-126.

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针对目前各国液压冲击机械工作参数调节方法的局限性, 突破传统结构原理, 率先提出了变行程无级调节理论。通过协调改变施加于冲击器上的推进力F_t和系统工作压力P这两个控制参数, 从而相对改变活塞回程反馈信号孔位置, 实现活塞行程的连续可变调节来达到无级控制冲击器输出参数的目的。在此基础上设计了一种新型的变行程无级调节装置, 并对该装置进行了数字仿真研究, 仿真结果说明了该设计方案的正确性, 为进一步研制可变频调能的液压冲击机械提供了理论依据。

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2006年, 第19卷, 第2期　刊出日期：2006-03-15

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